JPS60120904A - 自動走行作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動走行作業車、詳しくは、所定範囲の作業
地を、外周方向から内周方向へと作業幅分派じながら前
記作業地内側の未処理作業地と外側の処理済作業地との
境界に沿って前記作業地の各辺を順次自動走行すべく、
前記境界を検出する倣いセンサーを備えた自動走行作業
車に関する。

従来より、この種の自動走行作業車においては、所定範
囲の作業地内の対地作業等を自ｗＪ的に行なうために、
作業地の未処理部分と処理済部分との境界を検出するセ
ンサーを設けてこの境界に沿って走行するよう釦ステア
リング棟作を自動的に行なう倣い制御が行なわれている
。

そして、１ｎ記作業車の作業幅が有限であることからあ
る程度広い範囲の作業地を走行するためには作業地−辺
の長さを一行程とする複数行稈を順次方向転換を繰返し
て走行する必要が有リ、その方向転換の形式によって、
各行程を平行に隣接して設定して各行程端部で７１０度
方向転換する往復走行形式と、作業地外周部の各辺を２
０度方向転換して順次作業幅を減じながら走行する回り
走行形式とが有るが、この回り走行形式では作業地を一
周するとその後の未処理部の各辺の距離が順次小さくな
るために最終行程近辺では全体に一辺すなわち一行程当
りの走行距離が短くなるために以下に示すような不都合
が有った。

即ち、従来は、自動走行を自動的に停止させるに、方向
転換後所定距離走行しても倣いセンサーが未処理作業地
を検出しなかった場合に停止させる手段が採用されてい
たために、且述したように一行程の距離が短かったり、
その行程、特に最終行程では未処理作業地の幅が作業幅
より広いとは限らないために、何らかの原因で走行方向
が処理済作業地方向にずれて、上記所定距離走行すると
誤まって停止してしまう場合が有った。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、未処理部を残すこと無く確実に全行程を走行
後目動的に停止させることが４３７能な制御手段を備え
た自動走行作業車を提供することにある。

上記目的を遠吠すべく、本発明による自動走行作業車は
、車体の移動距離を検出する距離センサーを設け、前記
作業地の一辺の走行を終了後人辺方向へ方向転換後自動
的に前記各辺の距離を前記作業幅分減算して、この減算
後の距離が負になった場合はその距離を予め設定された
所定距離に設定するとともに、その設定回数をカウント
する手段を設け、Ｏａ記各辺の距離に設定した回数のカ
ウント結果に基いて、前記回数が複数回に達した場合は
その辺を走行後目動的に走行を停止すべく制御する手段
を設けである点に特徴を有する。

上記特故故に下記の如き優れた効果が発揮されるに立っ
た。

即ち、残存未処理作業地の大きさに対応する各辺の残存
距離をチェックして、この残存距離が計算上無くなって
も更に所定距離走行するように暫定的に所定距離を設定
すると吉もに、その回数をチェックして、複数辺の残存
距離が計算１負になった場合に走行を停止すべく制御す
るので、−辺当りの走行距離が短いことのみＫよっては
誤まって停止することが無くなるに至った。　又、計算
上は残存未処理作業地が負になっても上記所定距離は走
行するように制御するから、計算上の作業幅と実際の作
業幅の変り１等による誤作が有っても米処理部を残して
走行を停止するようなことが無いものにできたのである
。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１１’７＋に示すように、屯体ＩｌｌのｍｆＩ・後輪
（２）。

（３）の中間部に芝刈装置（４）を上下動自在に懸架す
るとともに、作業地ｆＡｌの境界である未刈地（Ｂｌと
既刈地（Ｃ）の境界（Ｌ）を判別するための後記構成に
なる倣いセンサー（５）、（５）を車体Ｉｌ＋前方左右
大々に設け、この倣いセンサー（５）、（５）による前
記憶界ｆＬｌ検出結果に基いてステアリング制御されて
所定走行コースを自動走行可能な自動走行作業車として
の芝刈作業車を構成している。

更に、前記車体Ｉｌ＋には、この車体ｔｌ＋の移動距離
（１）を連続的に検出すべく、単位走行距離（ｌｏ）当
り所定個数のパルス信号を発生する距離センサー（６）
としての第ｓ輪（６Ａ）を設けるとともに、車体（１）
の向き（方位）を検出すべく、地磁気の強度変化を検出
することによって方位を検出する地磁気センサーを方位
センサー（７）として設けである。

尚、＋４ｔＪ記前Ｍｔ２１　、　＋２）オＪ：　ｒ、ｌ
’後輪ｔ３＋　、　ｆ３１ｄ（−＋７）いずれをもステ
アリング操作口■能に構成してあり、前・後＠　＋２１
　、　＋３）を同一方向にステアリング操作することに
よって、車体（１）の向きを変えること無く平行移動す
るとともに、前・後輪（２）。

Ｌｌｌを相対的に逆方向にステアリング操作することに
よって非常に小さな旋回半径で旋回可能にしである。

前記倣いセンサー（６）は、２つの光センサ−（Ｓ、）
、（Ｓ２）によって構成してあり、この光センサ−（Ｓ
ｌ）、（Ｓ２）は、第２図に示すように、前記芝刈装置
イ（４）に基端部を固定された支持フレーム（８１の先
端部にに々コの字形状をしたセンサーフレーム＋９＋　
、　＋９）を車体（１）左右方向に隣接して配置すると
ともに、このセンサーフレーム（９）の内側対向面に夫
々発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ２）とを一対として
設け、この発光素子（Ｐｌ）と受光素子（Ｐ２）との間
を通過する芝の有・無を感知することによって未刈地（
Ｂｌ、既刈地（Ｃ１を判別すべく構成しである。なお、
倣いセンサー（５）としては光センサ−（Ｓ、）、（ｓ
２）を用いるものに限らず、接触式、非接触式をとわす
、どのような形式のセンサーから構成してもよい。

そして、前記光センサ−（Ｓ、）、（Ｓ２）の各受光素
子（Ｐ２）、（Ｐ２）から得られる未刈地（Ｂ）と既刈
地ｆｏｌの判別信号は芝が断続的に通過するために、非
連続なパルス状の信号となる。　従って、連続した判別
信号に変換すべく、積分処理を行なった後に後記制御装
置ｉｄ　（１０１に入力すべく構吸ルである。

前記受光素子（Ｐ２）の出力信号（Ｃ，）を積分処理す
るに、前記距離センサー（６）の出力（ルス数をカウン
トして予め設定されたカウント値毎にキャリー信号（Ｑ
を出力するプログラマプルカクンタ（ＩＩ）と、このカ
ウンタ（１１）のキャリー信号（ｑ）によってリセット
されるフリツプフロツプ（１２）を設け、前記受光素子
（Ｐｌ）の出力信号（Ｃ，）によって前記カウンタ（１
１）をリセットするとともにフリツプフロツプ（１２）
をセントすべく構成してあり、このカウンタ（川とフリ
ツプフロツプ（１２）によってデジタルフィルタ州に構
成して、未刈地（Ｂｌおよび既刈地（０１犬々の状態に
対応する連続した境界（■、）の判別値５ｔ（Ｃ，）を
得るようにしである。

以下、このデジタルフィルタ（１３）の動作を簡単に説
明する。

前記カウンタ（１１）はそのカウント値に拘わらず前記
受光素子（Ｐ２）の出力バルスイｄ号（Ｃ１）によって
繰返しリセットされるとともに、７リンプフロソブ（１
２）はセントされる。　そして、芝が無くなってこのパ
ルス信号（Ｃ１）が“Ｌ”レベルになり、かつ所定用Ｒ
（１，）走行して、前記カウンタ（川がこの所定用１ｔ
（ｒｏ）に対応するカウント値まで前記距離センサー（
６）の出力信号（Ｃ３）をカウントした場合にのみ、前
記カウンタ（１１１はキャリー信号（（？、、）を出力
してフリツプフロツプ０２）がリセットされる。　従っ
て、このフリツプフロツプ（１２１の出力には芝検出状
態すなわち未刈地ｆＢｌ検出に対応する“Ｈ”レベルま
たは芝無状態すなわち既刈地（Ｃ１検出に対応する”Ｌ
”レベルを連続的に繰返す判別信号（Ｃ，）が得られる
のである。

以下、前記構成になる倣いセンサー（５）、（５）、距
離センサー（６）、および方位センサー（７）による谷
検出パラメータに基いて、芝刈作業車の走行を制御する
制御システムについて説明する。

第３図に示すように、制御システムは主要部をマイクロ
コンピュータによって構成された制御装置（１０１に、
前記各センサー（５）、　＋６）　、　（６１、＋７１
からの信号を入力してあり、これら各センサー（５）、
　＋５１　、　ｔｆｉｌ　、　＋７＋の検出パラメータ
を演算処理することによって、車体ｆｉ＋の走行方向お
よび走行束度を自動的に制御すべく、前・後輪ｔ２＋　
、　＋３１夫々のステアリング操作用の油圧シリンダ（
＋４＋　、　（＋５）を−夕を駆動−すする制御信号を
生成すべく構成しである。

尚、第４図中、（Ｒ，）、（Ｒ２）は前・後輪＋２１　
、　＋３１の実際のステアリング角を検出して制御装置
（ｌＯ）にフィードバンクするだめのポテンショメータ
で、（Ｒ８）は同様にして変速装置（１樽の変速位置を
検出するポテンショメータである。

そして、第４図に示すように、予め外周ティーチング等
により周囲を既刈地（０）にするとともに、その大きさ
すなわちダ辺の距１キ１（島）、０．）。

（Ｉ、ｌ）、（Ｌ）が既知の所定範囲の作業地ｆＡｌを
、この作業地区）内側の未刈地ｔｌ（＋と外側の既メＩ
Ｌ地、【Ｃ）との境界（Ｌ）に沿って自動走行すべく、
ｎＱ記倣（Ｑセンサー（５）、（５）による境界（■、
）検出結果に基いてステアリング制御するとともに、−
辺すなわち−行程の端部で次行程方向に２０度方向転換
して次行程用Ｎ＃を前記芝刈装置（４）の作業幅（８１
を減じて、順次各辺を自動的に走行するのである。

そして、前記各辺（ｎ）　ｎ−Ｉｎ　ｈ　ｇ＊　４の距
［（Ｉｎ）を作業幅（３）分減算した後、その距離（ｚ
ｎ）が負になった場合は予め設定しである所定距離（ｋ
）に置換するとともに、その辺（ｎ）が残り行程ｌであ
ることを示すラストフラグ（ｌｆｎ）をセントする。

次に、前記ラスト７ラグ（ｚｆｎ）がセクトされた回数
−をカウントして、そのカウント数が２以七すなわちラ
ストフラグ（１ｆｎ）のセントが複数である場合には、
その辺（ｎ）が最終行程であることを示す最終行程フラ
グ（ｆｅ）セントする。

そして、ｒｉｆｆ記晟終行程フラグ（ｆｅ）のセントの
有・無に基いで、前記倣いセンサー（５）、（５）の境
界（【４）検出結果に拘らず、このフラグ（ｆｅ）がセ
ントされていない限り自ＵＪ走行を続行させるのである
。

一方、１１１記岐終行程フラグ（ｆｅ）がセントされた
場合は、その辺を走行後に前記ｙ速装置ｉ￥（１８）を
ニュートラル位置に復帰させて自動的に走行を停止する
のである。

尚、第５図は以上説明した制御装置（１０）の動作を示
す７０−チャートである。

又、前記方向転換は前・後進を伴なう２θ度ターンによ
る予め設定しである所定のシーケンスに基いて行なうの
であるが、例えば、前記前・後輪＋２１　、　＋３１を
相対的に逆方向にステアリング操作して非常釦中さな旋
回半径で前進のみによって旋回することによって行なっ
てもよい。

更に又、前記方向転換の開始は、現走行行程すなわち走
行している辺ｔｎ）の距離（Ｉｎ）と実際の走行用Ｉｔ
、（１）との比較結果および前記倣いセンサー（５）、
（６）の両方が既刈地（Ｃ１を検出したことに基いて行
なうのであるが、いずれか一方のみの結果に基いて行な
ってもよい。

更に又、前記ラストフラグ（ｚｆｎ）をセントした後の
走行におけるステアリング制御は、境界（Ｉ、）の状態
が悪い場合には前記倣いセンサー（５）。

（５）のみならず１ａ記方位センサー（７）による検出
方位（ψ）と予め設定しである各辺（ｎ）の基準方位（
％ｎ）との比較結果に基いてステアリング操作する方位
制御を併用してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行作業車の実施例を示し、第
１図は芝刈作業車の全体平面図、第２図は倣いセンサー
の要部正面図、第３図は制御システムのブロック図、第
４図は白び１走行の説明図、そして、第５図は制御装置
の動作を示すフローチャートである。 （１）・・・・・・１体、＋５）　、　１５）・・・・
・・倣いセンサー、（６）・・・・・・距離センサー、
（Ａ）・・・・・・作業地、（Ｂ）・・・・・・未処理
作業地、ｆｃｌ・−・・・処理済作業地、（８１・・・
・・・作業幅、（ｌ、）・・・・・・境界、（ｎ）・・
・・・・作業地の辺、（ｊ）・・・・・・移動距離、（
Ｉｎ）・・・・・各辺の距離、（ｋ）所定距離、（ｍ）
・・・・・・設定回数。 代理人　弁理士　北　村　修

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定範囲の作業地（Ａ）を、外周方向から内周方向へと
   作業幅ｆＳ１分減じながら前記作業地（Ａ）内側の未処
   理作業地（Ｂ）と外側の処理済作業地ｆＯ１との境界（
   ■、）に沿って前記作業地内の各辺（ｎ）を順次自動走
   行すべく、前記境界（Ｌ＋を検出する倣いセンサー＋５
   ）　、　＋５）を備えた自動走行作業車であって、重体
   （１）の移動部＃（１）を検出する距離センサー（６）
   を設け、前記作業地（Ａ）の−辺の走行を終了後火辺方
   向へ方向転換後自動的に前記各辺（ｎ）の距離（ｚｎ）
   を前記作業幅（Ｓｉ分減算して、この減算後の距離（ｌ
   ｎ）が随になった場合はその距離（ｚｎ）を予め設定さ
   れた所定路！　（ｋ）に設定するとともに、その設定回
   数（ｍ）をカウントする手段を設け、前記各辺（ｎ）の
   距離（ｒｎ）を所定距離（ｋ）に設定した回数（ｍ＋の
   カウント結果に基いて、前記回数−が複数回に達した場
   合はその辺を走行後向動的に走行を停止上すべく制御す
   る手段を設けであることを特徴とする自動走行作業車。